RU2653606C2 - Redundant self-locking drive - Google Patents

Redundant self-locking drive Download PDF

Info

Publication number
RU2653606C2
RU2653606C2 RU2016112913A RU2016112913A RU2653606C2 RU 2653606 C2 RU2653606 C2 RU 2653606C2 RU 2016112913 A RU2016112913 A RU 2016112913A RU 2016112913 A RU2016112913 A RU 2016112913A RU 2653606 C2 RU2653606 C2 RU 2653606C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wheels
cylindrical
engines
differential
drive
Prior art date
Application number
RU2016112913A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016112913A (en
Inventor
Семен Львович Самсонович
Валерий Васильевич Фирсанов
Валерий Николаевич Чубиков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) (МАИ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) (МАИ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) (МАИ)
Priority to RU2016112913A priority Critical patent/RU2653606C2/en
Publication of RU2016112913A publication Critical patent/RU2016112913A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2653606C2 publication Critical patent/RU2653606C2/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H3/00—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion
    • F16H3/44—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion
    • F16H3/72—Toothed gearings for conveying rotary motion with variable gear ratio or for reversing rotary motion using gears having orbital motion with a secondary drive, e.g. regulating motor, in order to vary speed continuously
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Retarders (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

FIELD: aviation; astronautics.
SUBSTANCE: invention relates to mechanisms and instruments with multiple redundancy by operating from two motors to sum the angular movements and can be used in aircrafts and spacecrafts. Redundant self-locking drive contains two motors 1 and 2 with parallel shaft axes and a differential with cylindrical center wheels 3 and 4 of the external and internal engagement kinematically associated with one of the shafts of engines 1 and 2 by means of cylindrical wheels 7 and 8. Width of each of wheels 3 and 4 of the differential is selected from the condition of their simultaneous interaction with planetary gears 5 and cylindrical wheels 7 and 8 of the engine. Between engines 1 and 2 and wheels 7 and 8 of different diameters, unidirectional movement mechanisms 9 and 10 are installed.
EFFECT: invention is aimed to increase the reliability of the drive operation in the event of failure of any of the engines for any reason.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к механизмам и приборам с многократным резервированием за счет работы от двух двигателей для суммирования угловых перемещений и может использоваться в авиационных и космических летательных аппаратах (например, в антенных установках).The invention relates to mechanisms and devices with multiple redundancy due to the operation of two engines for summing angular displacements and can be used in aircraft and spacecraft (for example, in antenna installations).

Известен привод, в котором для вращения ведомого вала от двух двигателей используется дифференциальная передача с двумя подвижными центральными цилиндрическими колесами, имеющими общую геометрическую ось с водилом (ведомым валом) [Проектирование механических передач. Учеб. пособие / С.А. Чернавский, С.Л. Самсонович и др. - 7-е изд., перераб. и доп.- М.: ИНФРА-М, 2013. - 536 с., стр. 137-142].A drive is known in which a differential gear with two movable central cylindrical wheels having a common geometric axis with a carrier (driven shaft) is used to rotate the driven shaft from two engines [Design of mechanical gears. Textbook allowance / S.A. Chernavsky, S.L. Samsonovich et al. - 7th ed., Rev. and additional - M .: INFRA-M, 2013. - 536 p., pp. 137-142].

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является привод, содержащий два двигателя с параллельными осями валов противоположного вращения и дифференциал с цилиндрическими центральными колесами наружного и внутреннего зацепления, кинематически связанные каждое с одним из валов двигателей посредством цилиндрических колес, ширина каждого из центральных колес дифференциала выбрана из условия их одновременного взаимодействия с сателлитами и цилиндрическими колесами двигателя [описание изобретения к патенту Российской Федерации №2016288 С1, кл. F16H 1/38, 1994].The closest in technical essence to the invention is a drive containing two motors with parallel axes of opposite-rotation shafts and a differential with cylindrical central wheels of external and internal gearing, each kinematically connected to one of the motor shafts by means of cylindrical wheels, the width of each of the central differential wheels is selected from conditions for their simultaneous interaction with satellites and cylindrical wheels of the engine [description of the invention to the patent of Russian Fe deletion No. 2016288 C1, cl. F16H 1/38, 1994].

Данный привод имеет следующий существенный недостаток.This drive has the following significant drawback.

Утверждается, что: [стр. 3, п. 45] «если работает только двигатель 1, а вал двигателя 2 с цилиндрическим колесом 8 заторможен, то центральное колесо 4 неподвижно. Движение передается …» (далее идет описание работы планетарной передачи с заторможенным корончатым колесом 4); [стр. 3, п. 55] «если движение передается от двигателя 2, а вал двигателя 1 с цилиндрическим колесом 7 заторможен, то центральное колесо 3 неподвижно. Движение передается …» (далее идет описание работы планетарной передачи с заторможенным центральным колесом 3).It is alleged that: [p. 3, p. 45] “if only engine 1 is running, and the shaft of engine 2 with a cylindrical wheel 8 is inhibited, then the central wheel 4 is stationary. The movement is transmitted ... ”(the following is a description of the operation of a planetary gear with a braked castor wheel 4); [p. 3, p. 55] “if the movement is transmitted from the engine 2, and the shaft of the engine 1 with the cylindrical wheel 7 is inhibited, then the central wheel 3 is stationary. The movement is transmitted ... ”(the following is a description of the operation of a planetary gear with a braked central wheel 3).

Таким образом, авторы, обосновывая работу привода, исходят из предположения, что при отказе одного из двигателей его вал с цилиндрическим колесом «заторможен». Однако при отказе двигателя его вал может быть заторможен только по одной причине: заклинивание ротора электродвигателя. Из источников, например (http://www.agrovodcom.ru/elektrodvigatel/info_neispravnosti-jelektrodvigatelej.php, «Основные причины отказов электродвигателей») можно утверждать, что основные причины отказов (сгорела одна из обмоток, вышел из строя предохранитель, разорвалась цепь подачи напряжения и т.д.) приводят не к заклиниванию валов электродвигателей, а наоборот, к их свободному вращению.Thus, the authors, justifying the operation of the drive, proceed from the assumption that if one of the engines fails, its shaft with a cylindrical wheel is "inhibited". However, if the engine fails, its shaft can be inhibited only for one reason: jamming of the rotor of the electric motor. From sources, for example (http://www.agrovodcom.ru/elektrodvigatel/info_neispravnosti-jelektrodvigatelej.php, "The main causes of motor failures"), it can be argued that the main causes of failures (one of the windings burned out, the fuse failed, the circuit broke voltage supply, etc.) do not lead to jamming of the motor shafts, but rather to their free rotation.

Таким образом, в большинстве случаев при выходе из строя любого из двигателей 1 или 2 соответствующие колеса 7 или 8 не будут заторможены и весь механизм будет неработоспособен.Thus, in most cases, if any of engines 1 or 2 fails, the corresponding wheels 7 or 8 will not be inhibited and the entire mechanism will be inoperative.

Следует отметить, что даже при обоих работающих двигателях для удержания выходного вала привода в рабочем состоянии под действием вращающего момента со стороны нагрузки оба двигателя должны находиться под напряжением, т.е. потреблять электроэнергию.It should be noted that even with both engines running, to keep the output shaft of the drive in working condition under the action of torque from the load side, both motors must be energized, i.e. consume electricity.

Задача изобретения - повышение надежности работы привода. Технический результат - сохранение работоспособности привода при выходе из строя любого из двигателей по любой причине.The objective of the invention is to increase the reliability of the drive. The technical result is the preservation of the operability of the drive in case of failure of any of the engines for any reason.

Заявленный технический результат достигается тем, что в известном приводе, содержащем два двигателя с параллельными осями валов и дифференциал с цилиндрическими центральными колесами наружного и внутреннего зацепления, кинематически связанные каждое с одним из валов двигателей посредством цилиндрических колес разного диаметра, ширина каждого из центральных колес дифференциала выбрана из условия их одновременного взаимодействия с сателлитами и цилиндрическими колесами двигателя, согласно заявляемому изобретению между ними и цилиндрическими колесами разного диаметра установлены механизмы однонаправленного движения.The claimed technical result is achieved by the fact that in the known drive containing two motors with parallel axes of the shafts and a differential with cylindrical central wheels of external and internal engagement, each kinematically connected to one of the motor shafts by means of cylindrical wheels of different diameters, the width of each of the central wheels of the differential is selected from the condition of their simultaneous interaction with satellites and cylindrical wheels of the engine, according to the claimed invention between them and tsilin Drum wheels of different diameters are equipped with unidirectional movement mechanisms.

На чертеже изображена кинематическая схема привода резервированного самостопорящегося.The drawing shows a kinematic diagram of a redundant self-locking drive.

Привод резервированный самостопорящийся содержит два двигателя 1 и 2 и дифференциал с цилиндрическими центральными колесами наружного 3 и внутреннего 4 зацеплений, сателлиты 5, водило 6, кинематическая связь двигателей 1 и 2 с цилиндрическими колесами 7 и 8 осуществляется через механизмы однонаправленного действия 9 и 10 соответственно, колеса 7 и 8 имеют числа зубьев, обеспечивающие в своей кинематической цепи определенные передаточные отношения, а ширина каждого из центральных колес 3 и 4 выбирается из условия их одновременного взаимодействия с сателлитами 5 и цилиндрическими колесами 7 и 8.The redundant self-locking drive contains two engines 1 and 2 and a differential with cylindrical central wheels of external 3 and internal 4 gears, satellites 5, carrier 6, the kinematic connection of engines 1 and 2 with cylindrical wheels 7 and 8 is carried out through unidirectional mechanisms 9 and 10, respectively. wheels 7 and 8 have a number of teeth providing certain gear ratios in their kinematic chain, and the width of each of the central wheels 3 and 4 is selected from the condition of their simultaneous interaction I'm with satellites 5 and cylindrical wheels 7 and 8.

Привод резервированный самостопорящийся работает следующим образом. Если работают оба двигателя 1 и 2, то они оба являются ведущими и через механизмы однонаправленного действия 9 и 10, колеса 7 и 8 передают вращающие моменты центральным колесам 3 и 4, цилиндрический дифференциал суммирует их угловые скорости и на выходе водила 6 получаем суммарную угловую скорость с учетом общего передаточного числа и мощности обоих двигателей. При достижении заданного углового положения выходного вала водила 6 оба двигателя 1 и 2 могут быть отключены и для удержания выходного вала привода в рабочем состоянии под действием вращающего момента со стороны нагрузки не будут потреблять электроэнергию.Drive redundant self-locking works as follows. If both engines 1 and 2 work, then they are both leading and through unidirectional mechanisms 9 and 10, wheels 7 and 8 transmit torques to the central wheels 3 and 4, the cylindrical differential sums their angular speeds and at the exit of carrier 6 we get the total angular speed taking into account the total gear ratio and power of both engines. Upon reaching the specified angular position of the output shaft of carrier 6, both engines 1 and 2 can be turned off and will not consume electricity to keep the drive output shaft in working condition under the influence of torque from the load side.

Если вышел из строя двигатель 1, механизм однонаправленного действия 9 не дает возможности передать обратное движение от колеса 7 на вал двигателя 1, колесо 7, а также центральное колесо 3 затормаживаются, дифференциал работает только от двигателя 2 как планетарная передача с ведущим центральным корончатым колесом 4.If engine 1 fails, the unidirectional mechanism 9 makes it impossible to transfer the reverse movement from wheel 7 to the shaft of engine 1, wheel 7, and also the central wheel 3 are braked, the differential works only from engine 2 as a planetary gear with a driving central castellated wheel 4 .

Если вышел из строя двигатель 2, механизм однонаправленного действия 10 не дает возможности передать обратное движение от колеса 8 на вал двигателя 2, колесо 8, а также центральное колесо 4 затормаживаются, дифференциал работает только от двигателя 1 как планетарная передача с ведущим центральным колесом 3.If engine 2 fails, the unidirectional mechanism 10 makes it impossible to transfer the reverse movement from the wheel 8 to the shaft of the engine 2, the wheel 8, as well as the central wheel 4 are braked, the differential works only from the engine 1 as a planetary gear with a driving central wheel 3.

Таким образом, привод резервированный самостопорящийся не выйдет из строя, по какой бы причине ни произошел отказ любого электродвигателя. В качестве механизмов однонаправленного действия могут быть применены, например, муфты необратимого движения и передачи, обладающие свойством самоторможения.Thus, the redundant self-locking drive will not fail, for whatever reason, failure of any electric motor occurs. As mechanisms of unidirectional action, for example, couplings of irreversible movement and transmission with the property of self-braking can be used.

Claims (1)

Привод резервированный самостопорящийся, содержащий два двигателя с параллельными осями валов и дифференциал с цилиндрическими центральными колесами наружного и внутреннего зацепления, кинематически связанные каждое с одним из валов двигателей посредством цилиндрических колес, ширина каждого из центральных колес дифференциала выбрана из условия их одновременного взаимодействия с сателлитами и цилиндрическими колесами двигателя, отличающийся тем, что с целью повышения надежности работы привода при выходе из строя любого из двигателей по любой причине между ними и цилиндрическими колесами разного диаметра установлены механизмы однонаправленного движения.Self-locking redundant drive, containing two engines with parallel axes of shafts and a differential with cylindrical central wheels of external and internal gearing, each kinematically connected to one of the motor shafts by means of cylindrical wheels, the width of each of the central differential wheels is selected from the condition of their simultaneous interaction with satellites and cylindrical engine wheels, characterized in that in order to increase the reliability of the drive in the event of failure of any of the engines MDL for any reason between them and cylindrical wheels of different diameters mounted mechanisms unidirectional movement.
RU2016112913A 2016-04-05 2016-04-05 Redundant self-locking drive RU2653606C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016112913A RU2653606C2 (en) 2016-04-05 2016-04-05 Redundant self-locking drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016112913A RU2653606C2 (en) 2016-04-05 2016-04-05 Redundant self-locking drive

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016112913A RU2016112913A (en) 2017-10-10
RU2653606C2 true RU2653606C2 (en) 2018-05-11

Family

ID=60047897

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016112913A RU2653606C2 (en) 2016-04-05 2016-04-05 Redundant self-locking drive

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2653606C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2750811C1 (en) * 2020-11-13 2021-07-05 Общество с ограниченной ответственностью "ВР-Технологии" Redundant follower electric drive

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2661633A (en) * 1951-08-28 1953-12-08 Suberkrub Franz August Ship propulsion gear
SU1231303A1 (en) * 1984-11-26 1986-05-15 Litvinskij Igor Planetary moment distributor
RU2016288C1 (en) * 1991-08-27 1994-07-15 Евгений Петрович Абрамцев Drive
US6688924B2 (en) * 2000-02-04 2004-02-10 Zf Friedrichshafen Ag Two-engine propulsion system for a ship
RU2457378C1 (en) * 2011-02-10 2012-07-27 Николай Сергеевич Говоров Machine drive
US20120270690A1 (en) * 2008-02-08 2012-10-25 Mali Holding Ag Hydrostatically power-splitting transmission

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2661633A (en) * 1951-08-28 1953-12-08 Suberkrub Franz August Ship propulsion gear
SU1231303A1 (en) * 1984-11-26 1986-05-15 Litvinskij Igor Planetary moment distributor
RU2016288C1 (en) * 1991-08-27 1994-07-15 Евгений Петрович Абрамцев Drive
US6688924B2 (en) * 2000-02-04 2004-02-10 Zf Friedrichshafen Ag Two-engine propulsion system for a ship
US20120270690A1 (en) * 2008-02-08 2012-10-25 Mali Holding Ag Hydrostatically power-splitting transmission
RU2457378C1 (en) * 2011-02-10 2012-07-27 Николай Сергеевич Говоров Machine drive

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2750811C1 (en) * 2020-11-13 2021-07-05 Общество с ограниченной ответственностью "ВР-Технологии" Redundant follower electric drive

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016112913A (en) 2017-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11971088B2 (en) Dual redundant linear actuator
CA2772480A1 (en) High integrity rotary actuator and method of operation
US20110072920A1 (en) Velocity summing linear actuator
US9701397B2 (en) Flight control actuator drive
US9243695B2 (en) Electro mechanical actuator
US11420760B2 (en) Sealed coaxial input and output shafts
WO2010047064A1 (en) Nacelle rotating mechanism
RU2653606C2 (en) Redundant self-locking drive
US4248105A (en) Horizontal stabilizer drive
US6875145B2 (en) Rotary actuator
US3501114A (en) Jack system applicable to wing control of variable geometry aircraft
CA2903400C (en) Gearbox with reduced backlash
US1696836A (en) Power tranemission
US11498670B2 (en) Coaxial split torque gear box
RU2720391C2 (en) Self-contained reduction gear with two gear ratios and system with motor and reversible electrical machine containing this gearbox
US9951825B2 (en) Multi-plate clutch
Segade-Robleda et al. Split torque gearboxes: requirements, performance and applications
BR102013026679A2 (en) actuator and method of mechanically synchronizing two outputs of a two-channel actuator
BR102022001263A2 (en) ACTUATOR SYSTEM, ACTUATOR, AIRCRAFT CONTROL SURFACE ASSEMBLY, AND, METHOD FOR DRIVING AN ACTUATOR POSITIONING ELEMENT FROM AN HOME POSITION TO AN ACTIVATED POSITION
US1691612A (en) Power transmission
WO2022250606A1 (en) Dual-input transmission assembly and powertrain having the dual-input transmission assembly
US4712449A (en) Apparatus for limiting differential rotation
US10184545B2 (en) Power drive unit with dual gear ratio mechanism
CN113803383B (en) Overload protection anti-slip device
EP3931466B1 (en) Self-binding non-jamming stop module for rotary drive actuator